Analog layout技艺-match
发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:826
我打算写关于模拟电路layout的一系列文章。
因为是第一篇,所以要介绍画模拟电路版图时,都要做的一些准备工作或者是要问的
一些问题。
模拟部分不同于数字部分,它有时很抽象,有时也很死板,有的有很高的频率,有时有很大的电流
总之就像人的情感,需要很好的控制才能发挥作用。
通常在画模拟电路之前或者整个过程中,你都要不停的问和了解
比如:这个电路有什么功能,是做什么用的?
它的电流总共有多少?最大电流多大,在哪些节点之间?
什么地方需要有很好的对称?什么地方需要有很好的保护?
什么地方需要相互隔开?什么地方可以靠在一起,什么地方不可以?
等等,这些问题是常要问的,要和designer有很好的沟通,了解设计的思路和想法
这样才能确保电路生产出来后,能够正常运行。(当前以电路设计正确性为前提)
match是需要注意的其中之一,为考虑器件的对称性。
电路中有很多地方需要有很好的对称性,以下就是常见的一种:
上图为band-gap电路,器件的对称性,直接影响对电路的好坏,
这就是了解了电路,才明白对称的意义是什么。
对于对称,不仅是在考虑器件之间的对称性,还好考虑诸如布线的长度,走势,布局水平还是垂直等等
方方面面都有考虑对称的必要性。
如图:
器件a与器件b有两条线相连,其中一条net01因有其他器件阻碍,所以要绕道,从而增加线的长度。
从图中,可以看出,net01和net02有很大的区别,net01走线长,还附带出线上的寄生电容和寄生电阻等不良
因素,因此信号从net01和从net02上传输时,就产生的差异。如果要求信号同时到达,以这种情况看,电路
的功能便有可能不能实现。所以对称性是方方面面的,随时都应留心。
cmos电路中,单个mos的特性,取决于单个晶体管的宽长比(w/l),比值越大,晶体管的速度就快,反之则慢
在生产过程中,晶片会在某个方向上存在差异性,这便导致了晶体管的差异。
如图:
a,b两个晶体管,只是位置有所变化,宽长比均为w/l=2/0.5=4
假设在垂直方向有差异-0.05(数据均为假设,是为计算方便)
a情况 w=2-->1.95 l=0.5-->0.5 w/l=3.9
b情况 w=2-->2 l=0.5-->0.45 w/l=4.444
a/b=0.8775 于是差异就这样产生了。
电阻的计算,是1个 square为多少计算,常见的如:poly1电阻1square=8-11欧,nwell电阻1square=1k欧
如果1个square边长可以选择5u和10u,对同一个制程,同上有垂直方向的差异,5x5的square error占总面积的
0.05/5=1%,10x10的square error占square面积的0.05/10=0.5%
所以为了避免或减少这些差异,便对版图的设计者,提出了挑战!!
以下,就是一些方法,供大家参考。
一、中心对称
这是几种对称方式,比如mos a 宽长比 w/l=4/0.6 可以画为2个w/l=2/0.6
mos b 也是如此,然后按上图排列,就是中心对称的基本形式。
中心对称的基本思想,就是将器件平均分割,依中心位置进行排列。
下图是布线进行对称的示图:
尽量发现类似的布线,并调整到平衡的位置。
只要细心发现,就能看出布局的好与坏,这也就是布局的关键所在。
二、组件模块
这一方法,主要针对于电阻的layout。
对于一组电阻有2k,1k和500,不同的人,就会有不同的画法,如图:
之所以会出现上图这几种画法,原因在于所采用的最小组件不同,变化就产生了。
所以关键问题,应取决于最小组件的选择。选定最小组件后,再进行中心对称,达到合理的布局。
在画电阻时,我们要考虑到节点的问题,因为节点的存在,无疑加大了
我打算写关于模拟电路layout的一系列文章。
因为是第一篇,所以要介绍画模拟电路版图时,都要做的一些准备工作或者是要问的
一些问题。
模拟部分不同于数字部分,它有时很抽象,有时也很死板,有的有很高的频率,有时有很大的电流
总之就像人的情感,需要很好的控制才能发挥作用。
通常在画模拟电路之前或者整个过程中,你都要不停的问和了解
比如:这个电路有什么功能,是做什么用的?
它的电流总共有多少?最大电流多大,在哪些节点之间?
什么地方需要有很好的对称?什么地方需要有很好的保护?
什么地方需要相互隔开?什么地方可以靠在一起,什么地方不可以?
等等,这些问题是常要问的,要和designer有很好的沟通,了解设计的思路和想法
这样才能确保电路生产出来后,能够正常运行。(当前以电路设计正确性为前提)
match是需要注意的其中之一,为考虑器件的对称性。
电路中有很多地方需要有很好的对称性,以下就是常见的一种:
上图为band-gap电路,器件的对称性,直接影响对电路的好坏,
这就是了解了电路,才明白对称的意义是什么。
对于对称,不仅是在考虑器件之间的对称性,还好考虑诸如布线的长度,走势,布局水平还是垂直等等
方方面面都有考虑对称的必要性。
如图:
器件a与器件b有两条线相连,其中一条net01因有其他器件阻碍,所以要绕道,从而增加线的长度。
从图中,可以看出,net01和net02有很大的区别,net01走线长,还附带出线上的寄生电容和寄生电阻等不良
因素,因此信号从net01和从net02上传输时,就产生的差异。如果要求信号同时到达,以这种情况看,电路
的功能便有可能不能实现。所以对称性是方方面面的,随时都应留心。
cmos电路中,单个mos的特性,取决于单个晶体管的宽长比(w/l),比值越大,晶体管的速度就快,反之则慢
在生产过程中,晶片会在某个方向上存在差异性,这便导致了晶体管的差异。
如图:
a,b两个晶体管,只是位置有所变化,宽长比均为w/l=2/0.5=4
假设在垂直方向有差异-0.05(数据均为假设,是为计算方便)
a情况 w=2-->1.95 l=0.5-->0.5 w/l=3.9
b情况 w=2-->2 l=0.5-->0.45 w/l=4.444
a/b=0.8775 于是差异就这样产生了。
电阻的计算,是1个 square为多少计算,常见的如:poly1电阻1square=8-11欧,nwell电阻1square=1k欧
如果1个square边长可以选择5u和10u,对同一个制程,同上有垂直方向的差异,5x5的square error占总面积的
0.05/5=1%,10x10的square error占square面积的0.05/10=0.5%
所以为了避免或减少这些差异,便对版图的设计者,提出了挑战!!
以下,就是一些方法,供大家参考。
一、中心对称
这是几种对称方式,比如mos a 宽长比 w/l=4/0.6 可以画为2个w/l=2/0.6
mos b 也是如此,然后按上图排列,就是中心对称的基本形式。
中心对称的基本思想,就是将器件平均分割,依中心位置进行排列。
下图是布线进行对称的示图:
尽量发现类似的布线,并调整到平衡的位置。
只要细心发现,就能看出布局的好与坏,这也就是布局的关键所在。
二、组件模块
这一方法,主要针对于电阻的layout。
对于一组电阻有2k,1k和500,不同的人,就会有不同的画法,如图:
之所以会出现上图这几种画法,原因在于所采用的最小组件不同,变化就产生了。
所以关键问题,应取决于最小组件的选择。选定最小组件后,再进行中心对称,达到合理的布局。
在画电阻时,我们要考虑到节点的问题,因为节点的存在,无疑加大了